Genetik materyal 4 özellik göstermelidir:
Bir molekülün genetik materyal olarak davranması için 4 özelliği bulunmalıdır:
1. Kendini eşleme (replikasyon)
2. Bilgi depolama
3. Bu bilgiyi ifade etme
4. Mutasyonla çeşitlenme (Varyasyon)
Replikasyon
- Genetik materyalin replikasyonu bütün canlı organizmaların temel bir özelliğidir ve hücre döngüsünün bir bölümünde yer alır.
- Genetik materyal replike olduktan sonra yavru hücrelere eşit olarak dağılmalıdır.
- Eşey hücrelerinin (gametlerin) oluşumu sırasında da genetik materyal replike olur.
- Ancak her bir hücreye, orjinal genetik materyal miktarının yarısına sahip olacak şekilde paylaştırma yapılır ve bu işlem mayoz olarak adlandırılır.
- Mitoz ve mayozun ürünleri farklı olmasına rağmen her iki işlem de hücresel üreme adı altında toplanır
Bilgi Depolama
- Depolama özelliği bir organizmanın tüm kalıtsal özelliklerinin toplandığı genetik bilgi olarak düşünülebilir.
- Ancak hücrelerin çoğu DNA’nın tamamına sahip olduğu halde belirli bir noktada bu genetik potansiyelin bir bölümünü ifade ederler:
Örneğin; omurgalılarda deri hücrelerinde melanin geni aktiftir ama hemoglobin genleri hiçbir zaman ifade edilmez, sindirim hücreleri ise fonksiyonlarıyla ilgili genleri aktive ederler fakat melanin genlerini aktive etmezler.
- Genetik materyalin kimyasal dili, bilgi depolarken, bilgiyi yavru hücrelere ve organizmalara aktarırken bu görevi yerine getirebilecek yetenekte olmalıdır.
Genetik bilginin ifadesi
- Depolanan genetik bilginin ifadesi karmaşık bir işlemdir ve hücrede bilgi akışının temelini oluşturur (Santral Dogma)
- İlk işlem DNA’nın 3 tip RNA (mRNA, tRNA ve rRNA) molekülünü oluşturmak üzere transkripsiyonu (okuma) ile başlar.
- Bunların içinden sadece mRNA’nın proteine translasyonu yapılır. Her bir mRNA özgül bilginin ürünüdür ve değişik bir protein sentezine yol açar.
- Translasyon (çeviri) rRNA içeren ribozomlarda tRNA’nın da katılımıyla gerçekleşir.
- Burada tRNA, mRNA’daki kimyasal bilgiyi proteinleri oluşturan amino asitlere çevirerek adaptör rolü oynar. Bu işlemler moleküler genetiğin “santral dogmasını” oluşturur: DNA’dan RNA, RNA’dan protein sentezlenir.
Mutasyonlar ve Çeşitlilik
- Genetik materyal aynı zamanda mutasyonlar yoluyla organizmalar arasında ortaya çıkan çeşitliliğin de kaynağıdır.
- Eğer bir mutasyon ile DNA’nın kimyasal kompozisyonunda değişiklik meydana gelirse, değişiklik transkripsiyon ve translasyona yansır ve belirli bir proteini etkiler.
- Mutasyon eşey hücrelerinde olursa gelecek kuşaklara aktarılır ve zamanla populasyon içerisinde yayılır.